Floculation magnétiquement assistée appliquée au traitement des eaux : étude d’un système modèle argile/NP de maghémite - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2018

Magnetically assisted flocculation applied to water treatment : study of a model system clay/Magnetic nanoparticles of maghemite

Floculation magnétiquement assistée appliquée au traitement des eaux : étude d’un système modèle argile/NP de maghémite

Résumé

Issues related to the increasing pollution of water resources have become a major societal issue that has led researchers and industrialists to focus on developing new, more efficient and faster water treatment processes. One of the key steps in water treatment is flocculation: it is a physic-chemical process during which colloidal particles to be removed (bacteria, natural organic matter, clays...) will agglomerate to form larger particles called flocs. This step is triggered by the addition of a flocculant generally positively charged (aluminum salts, polyelectrolytes...) which will reduce the electrostatic repulsion forces between negatively charged colloidal particles, and cause their aggregation. The problems inherent in this technique are that flocculation and especially settling times are very slow. To solve this problem, we propose the use of a particular flocculant based on magnetic nanoparticles. The addition of this constituent will lead to the production of flocs with high magnetic susceptibility which can then settle very quickly in the presence of a magnetic field gradient resulting from the use of a magnet or an electromagnet... Our work focuses on the study of a model system composed of purified and sized natural beidellite clays of natural origin, playing the role of the pollutant to be eliminated, and magnetic maghemite nanoparticles that play the role of the flocculating agent. The flocs obtained are then left to settle under a gradient of magnetic field obtained with a Nd-Fe-B magnet, or under gravity [...]
Les questions liées à la pollution croissante des ressources en eau sont devenues un enjeu sociétal de grande importance qui a conduit les chercheurs et les industriels à se focaliser sur la mise au point de nouveaux procédés de traitement de l’eau plus efficaces et plus rapides. L’une des étapes clefs du traitement de l’eau est la floculation : il s’agit d’un processus physico-chimique au cours duquel des particules colloïdales devant être éliminées (bactéries, matière organique naturelle, argiles…) vont s’agglomérer pour former des particules plus grosses appelées flocs. Cette étape est déclenchée par l’ajout d’un agent de floculation généralement chargé positivement (sels d’aluminium, polyélectrolytes…) qui va permettre de diminuer les forces de répulsions électrostatiques entre particules colloïdales chargées négativement, et entrainer leur agrégation. Les problèmes inhérents à cette technique sont que les temps de floculation et surtout de décantation sont très lents. Nous proposons, pour remédier à ce problème, l’utilisation d’un agent de floculation particulier à base de nanoparticule magnétique. L’ajout de ce constituant conduira à l’obtention de flocs à forte susceptibilité magnétique qui pourront par la suite décanter très rapidement en présence d’un gradient de champ magnétique résultant de l’utilisation d’un aimant ou d’un électroaimant. Nos travaux portent sur l’étude d’un système modèle constitué par des argiles beidellitiques d’origine naturelle purifiées et triées en taille, jouant le rôle du polluant à éliminer, et des nanoparticules magnétiques de maghémite qui jouent le rôle de l’agent de floculation. Les flocs obtenus sont ensuite laissés à décanter sous un gradient de champ magnétique obtenu avec un aimant Nd-Fe-B, ou sous gravité [...]
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  • HAL Id : tel-02864757 , version 1

Citer

Sofia Housni. Floculation magnétiquement assistée appliquée au traitement des eaux : étude d’un système modèle argile/NP de maghémite. Chimie théorique et/ou physique. Sorbonne Université, 2018. Français. ⟨NNT : 2018SORUS334⟩. ⟨tel-02864757⟩
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